森林の構造とダイナミクスに関する一般的定量理論

私たちは、人口動態および資源の定常状態における森林の構造とダイナミクスに関する定量理論の第一部を提示します。この理論は、代謝および生体力学に基づく相似的スケーリング関係を使用して、樹木がどのように資源を使用し、空間を埋め、成長するかを定量化します。これらの個体レベルの特性と性質は、森林の伐採の出現する特性を予測するためにスケールアップされます。これには、サイズ-頻度分布、間隔関係、資源の流量率、キャノピー構成が含まれます。この分析から2つの洞察が得られます：(i) 森全体の樹木のサイズ構造と空間配置は、機能的に不変の木部要素が揃って水分と栄養素を幹から枝を通じて各樹木の葉に運搬する方法の現れである。 (ii) 森の樹木および樹木の枝の幾何学的および動的特性は同じようにスケールするため、全体の森は数学的に記述でき、最大の木のエッジネットワークのスケール版のように構造的および機能的に振る舞います。この定量的枠組みは、少数のパラメータを使用して理想的な森林の多数の構造的および動的特性を予測します。